Взаимная индукция

Возникновение ЭДС индукции можно наблюдать на примере двух неподвижных контуров 1 и 2 (рис. 5). Если в контуре 2 течет ток I₂, то он

Рис. 5

создает через контур 1 магнитный поток (в отсутствии ферромагнетиков)

Ф_m1= L₁₂I₂. (15)

Если же в контуре 1 течет ток I₁, то он, в свою очередь, создает сквозь контур 2 магнитный поток

Ф_m2= L₂₁I₁, (16)

где коэффициенты пропорциональности L₁₂ и L₂₁ называют взаимной индуктивностью контуров. Они зависят от размеров, формы, взаимного расположения контуров и от магнитной проницаемости окружающей контуры среды. В теории доказывается, что при отсутствии ферромагнетиков

L₁₂ = L₂₁. (17)

Это свойство взаимной индуктивности называют теоремой взаимности. Наличие магнитной связи между контурами проявляется в том, что при всяком изменении силы тока в одном из них в другом контуре возникает ЭДС индукции. Это явление называют взаимной индукцией.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея ЭДС, возникающая в контурах 1 и 2, соответственно равна:

1,

2.

Так как при этом в контурах наблюдается явление самоиндукции, то ток, например, в контуре 1 при изменении силы токов в обоих контурах определяется в соответствии с законом Ома по формуле

Рис. 6

1­,

где L₁ - индуктивность контура 1.

Аналогичную формулу можно написать и для тока в контуре 2. В отличие от индуктивности контура L, которая всегда положительна, коэффициенты взаимной индуктивности L₁₂ и L₂₁ являются алгебраическим величинами, в частности, могут равняться нулю.

При положительных токах в обоих контурах они подмагничивают друг друга, значит, L₁₂ > 0 (L₂₁ > 0).

В противном случае L₁₂ < 0 (L₂₁ < 0, рис. 6, а, б).